Магнитный момент атома. Эффект Зеемана.
С механическим моментом атома M связан магнитный момент μ. Отношение μ/M называется гиромагнитным отношением. Момент, обусловленный движением электронов в атоме, называют орбитальным. Определённое экспериментально отношение магнитного μL и механического ML орбитальных моментов совпадает с гиромагнитным отношением, вытекающим из классических представлений. Это отношение равно –e/(2mec); соответственно μL=-
. (*)
Величина 
0,927*10-20эрг/Гс называется магнетоном Бора и представляет собой естественную единицу магнитного момента. Знак минус в формуле указывает на то, что направления магнитного и механического моментов противоположны.
Гиромагнитное отношение собственных (спиновых) моментов в два раза превышает гиромагнитное отношение орбитальных моментов, т.о. μS=
. (**)
В связи с этим говорят, что спин обладает удвоенным магнетизмом. Вследствие удвоенного магнетизма спина гиромагнитное отношение полных моментов μL и MJ оказывается функцией квантовых чисел L,S и J. Заметим, что числа L и S характеризуют отношение значений ML и MS, а число J определяет взаимную ориентацию орбитального и спинового моментов. Соответствующий квантово – механический расчёт даёт для магнитного момента атома формулу μJ=-μБg
, где g=1+
– множитель или (фактор) Ланде. В случае, когда суммарный спиновый момент атома равен нулю (S=0), полный момент совпадает с орбитальным (J=L). Подстановка в выражение фактора Ланде S=0 и J=L даёт g=1, и мы приходим к значению момента, определяемому формулой (*). В случае, когда суммарный орбитальный момент атома равен нулю (L=0), полный момент совпадает со спиновым (J=S), подстановка даёт g=2, и мы приходим к значению момента, определяемому формулой (**). Отметим, что множитель Ланде может иметь значения, меньшие единицы, и даже может быть равен нулю (если L=3,S=2,J=1).
Пусть осуществляется нормальная связь или связь Рёсселя–Саундерса: 
и 
; 
; 
)
L(L+1)
S(S+1)
Скалярное произведение векторов: 
.
; 
Принимаем за единицу момента количества движения величину ћ, а за единицу магнитного момента - магнетон Бора 
gL=1 gS=2
; 
То обстоятельство, что gL≠Js обеспечивает сложный эффект Зеемана: расщепление спектральных линий при действии на излучающие атомы магнитного поля.
Нормальный (простой) эффект Зеемана наблюдается для исходных спектральных линий, которые не имеют тонкой структуры (синглеты)
1В=104Гс
∆l=0,1 ангстрем.
Если линии обладают тонкой структурой, число компонент >3, а величина расщеплений ∆ω=∆ω0
, где r и a – целые числа, ω0- нормальная частота отклонения.
В отсутствии внешнего поля общий момент количества движений MJ сохраняется по величине, а ML и MS из-за спин – орбитального взаимодействия не сохраняються.